炎炎夏日，空調成為人們避暑降溫的重要工具。根據國際能源署公布的數據，到2050年，全球建筑物中的空調數量將從2018年的16億臺增長到56億臺。為探索更綠色高效的供冷模式，阿聯酋、新加坡和德國正推動區域集中供冷系統發展，將其作為實現綠色供冷、減少碳排放的重要途徑，以更好應對氣候變化、實現能源轉型。
阿聯酋——
技術創新助推區域制冷發展
近來，阿聯酋迪拜的最高氣溫已超過40攝氏度。走進迪拜購物中心，涼爽舒適的冷氣撲面而來。通過專用管道，源源不斷的冷水從制冷站流淌至建筑中，供制冷所需。
由于阿聯酋平均氣溫高，供冷需求較大，區域集中供冷成為商場和寫字樓等公用設施的主要供冷手段。區域集中供冷是指在一定區域內設置集中的制冷站制備冷源，替代各公共建筑自建的分散制冷系統，然后通過輸配管網將低溫水輸送進換冷站，經過冷交換后將7至9攝氏度的低溫水輸送到各用戶的末端風盤系統。據阿布扎比能源部能源政策部門負責人卡洛斯介紹，與傳統制冷系統相比，區域集中供冷耗電量更低，在節約能源、降低成本等方面具有一定優勢。
近年來，阿聯酋大力發展區域集中供冷。阿聯酋通訊社報道說，建筑物制冷占阿聯酋電力消耗的70%，區域供冷可以有效提高供冷的能源效率，顯著減少能源消耗。迪拜政府將發展區域供冷作為減少水資源和能源消耗的一大舉措，提出到2030年，40%的制冷通過區域集中供冷解決。阿聯酋區域制冷企業也實現快速發展。2023年，阿聯酋中央制冷系統公司為迪拜超過1500棟建筑提供區域供冷服務，管道網絡總長度約400千米；阿聯酋國家中央制冷公司區域供冷裝機量新增3.1萬冷噸，裝機總量超過130萬冷噸。
利用人工智能技術管理制冷設備、改進泵送設備等提升制冷效率……除了加快制冷廠等基礎設施建設，阿聯酋還通過技術優化創新等方式推動區域制冷發展。2023年底，海灣地區首個利用地熱能的區域冷卻項目正式運營。該項目由阿布扎比國家石油公司和阿聯酋國家中央制冷公司合作開發，通過兩個地熱井提取地下天然熱水，再利用吸收式冷卻裝置產生區域集中供冷所需的低溫水。“建筑物制冷是海灣地區能源消耗最大的項目之一，我們期待能與合作伙伴一起，探索更多方式，實現綠色發展。”阿布扎比國家石油公司低碳解決方案和國際發展負責人卡比表示。
國際區域能源協會總裁兼首席執行官羅布表示，區域制冷是阿聯酋提高能源效率和減少碳排放的重要支柱之一，也是應對全球氣候變化挑戰的明智之舉。阿聯酋中央制冷系統公司首席執行官艾哈邁德表示：“我們將繼續提高區域制冷系統和配送網絡的效率，為保護阿聯酋及全球的資源、環境和氣候作出貢獻。”
新加坡——
商用和組屋區域加大推廣力度
在新加坡濱海灣金沙商場的地下，有一座管道縱橫交錯、24小時不停運轉的大型制冷廠。制冷廠深入地下20多米，面積約1萬平方米，每天輸送出溫度約4.5攝氏度的冷卻水。這座地下制冷廠是濱海灣區域供冷系統網絡的一部分。該區域供冷系統由新加坡能源集團設計、建造并運營，利用一臺臺大型制冷機，將水冷卻后，再通過管道輸送給濱海灣區域各個聯網的大樓。大樓業主可根據需求利用管道里的冷卻水降低室內溫度。在制冷過程中產生的熱量可用來產生熱水，供應給酒店和餐廳。
為實現綠色供冷，近年來新加坡大力推廣建設區域供冷系統。以濱海灣區域供冷系統為例，它為濱海灣區域20多個建筑設施供冷，幫助該地區節約了40%的能源消耗。此外，濱海灣地下集中供冷系統還為當地節省了大量機房面積，釋放約1.6萬平方米的空間。據悉，濱海灣區域供冷網將進一步發展擴大，到2027年將涵蓋32個項目，每年可減少2.5萬噸碳排放量，相當于馬路上減少2.27萬輛汽車。
除了商用，新加坡登加新鎮的組屋區也將嘗試大規模使用區域制冷系統。區域制冷系統將安裝在組屋樓頂，通過閉環的管道，將冷卻水輸送到各個室內冷氣機，達到降溫效果。每一組制冷機可為8—10座組屋供冷，并與多組制冷機聯網，形成區域供冷系統。據悉，若所有住戶使用區域制冷系統，每年節省的能源可以為約4500戶四房式組屋供電。與傳統分體式冷氣系統相比，用中央制冷系統平均可以節省30%的能源，加上每年的維修等成本，住戶可省下兩成費用。
新加坡能源集團可持續能源方案董事總經理哈沙說，制冷可占建筑多達60%的用電量，在節省成本、可靠性和能源效率等方面，區域供冷系統可以成為更合理的方案之一。此外，新加坡政府還采取增加綠化面積等方式來降溫，推出“打造翠綠都市和空中綠意”計劃，鼓勵建筑開發商將高樓綠地或樓頂花園納入設計藍圖，并提供相應補貼。在各種措施作用下，新加坡的高樓綠地面積10年來增加超過一倍。
德國——
推動制冷和制熱技術相結合
近年來，德國加快探索發展生態型區域供冷模式。以慕尼黑為例，該市正在建造大型區域供冷中心，計劃充分利用地下水、河流等自然冷水，或利用地熱等能源來制冷。這一區域供冷設施通過一條長達6千米的管道連接到市中心。預計2029年建成后，該中心的供冷能力將達到36兆瓦。慕尼黑城市公共事業公司希望2030年可以將制冷能力提升到至少130兆瓦。據介紹，與單獨的空調供冷相比，區域供冷可以減少50%—70%的耗電量。
與此同時，制冷和制熱技術可以相結合，提高能源效率。在2022年開始運營的慕尼黑新電動巴士車庫中，區域供冷設施的地下水被用于冷卻充電裝置和服務器機房，在這個過程中產生的廢熱則被進一步利用。一方面，廢熱使得車庫進出口在寒冷季節不會結冰；另一方面，通過區域供冷網絡的回水管道，廢熱還可為附近的114套公寓供暖。回流的熱水降溫后再次回到蓄水層，開始新一輪的循環利用。
德國聯邦環境、自然保護、核安全和消費者保護部報告指出，低效的建筑和冷卻管理將導致能源消耗和溫室氣體排放不斷增加，如不采取干預措施，建筑物的溫室氣體排放量預計將在未來30年增加兩倍。為推動綠色制冷可持續發展，德國政府積極推動跨領域合作。比如在黑森州巴特瑙海姆市，當地公用事業公司、能源公司和紐倫堡工業大學、德累斯頓工業大學等研究機構共同參與建設了一項區域供冷項目。
據介紹，巴特瑙海姆市政工程公司通過在地下1.5米處鋪設地熱收集器，收集全年保持在10攝氏度左右的地熱。智能中心及時收集地下傳感器、地下水測量點和溫度傳感器等方面數據，熱泵網絡再根據數據分析適時為用戶供暖或供冷。該系統通過對地熱的高效收集和創新使用，為南部約400個家庭的1200名居民在夏季提供綠色供冷、冬季提供綠色供暖。參與該項目的學者沃爾克·斯托金格指出，這是一個利用近地表地熱能進行創新供暖和制冷供應的旗艦項目，值得推廣。
掃碼關注公眾號
魯公網安備37010002000233 技術支持：行知科技
